Усилитель нч на четырех транзисторах

На рис. 36 изображена схема усилителя НЧ на четырех транзисторах. Оконечные транзисторы V5 и V6 в нем — германиевые средней мощности, что позволяет получить при сопротивлении нагрузки 8 Ом и напряжении питания 9 В номинальную мощность до 0,7 Вт. При повышении напряжения питания до 12 В выходная мощность достигает 1,5 Вт. Чувствительность усилителя около 3 мВ. Транзисторы VI и V2 составляют предварительный усилитель. Оба транзистора- — кремниевые. Такое сочетание кремниевых и германиевых транзисторов позволяет получить лучшую стабильность работы усилителя при колебаниях температуры. Германиевые транзисторы в предварительном усилителе при температуре выше 30° С работают неудовлетворительно.

В этом усилителе два стабилизирующих диода V3 и V4 в цепи смещения око­нечных транзисторов. Для устранения возможного самовозбуждения из-за пара­зитной обратной связи через источник питания смещение на базу транзистора

VI подведено через развязывающий фильтр R4C1. Токостабилизирующий рези­стор R6 подключен к средней точке цепи транзисторов V5 и V6, а не к общему проводу, как в предшествующем усилителе. Это позволяет автоматически поддер­живать постоянное напряжение на выходе усилителя равным половине напряже­ния источника питания. Шунтирующий конденсатор С4 подключен к общему проводу через резистор R7, что повышает устойчивость усилителя к самовозбуж­дению на высших частотах. Для повышения выходной мощности и чувствитель­ности усилителя применена схема компенсации входного тока эмиттерных повто­рителей, подобно тому как это было в приемнике по схеме на рис. 22. Достигнуто это тем, что часть выходного напряжения усилителя через конденсатор

С5 вве­дена во входную цепь транзисторов V5 и V6 через резистор R8, являющийся частью коллекторной нагрузки транзистора V2.

Рис. 37

На рис. 36, б изображен вариант схемы описываемого усилителя, в котором структура всех транзисторов заменена на обратную. При этом требуется изме­нить и полярность включения всех оксидных конденсаторов, диодов и батареи питания.

Вид монтажной платы и размещение деталей на ней показаны на рис. 37. Плата одинаково пригодна для обоих вариантов схемы. Если детали исправны, а монтаж не содержит ошибок, то усилитель начинает работать сразу. Режим всех транзисторов устанавливается автоматически подборкой одного резистора R3.

При отсутствии транзисторов ГТ402 и ГГ404 их можно заменить на МП42Б и МП38Б соответственно. Но при этом напряжение питания не должно превы­шать 9 В, а сопротивление звуковой катушки головки должно быть 10 или 16 Ом. Выходная мощность не превысит 200 мВт.

На рис. 38, а изображена схема, а на рис. 38, б — чертеж печатной платы усилителя НЧ, по параметрам близкого к предыдущему усилителю. Здесь предварительный усилитель сигнала собран на интегральной микросхеме А1. Кро­ме того, по сравнению с ранее описанными усилителями нагрузка подключена к выходу оконечной ступени через одиночный конденсатор С4, а конденсатор СЗ шунтирует по переменному току батарею питания GBL Налаживание сводится к подборке резистора R4 в цепи общей отрицательной обратной связи. Он.дол­жен быть таким, чтобы, с одной стороны, чувствительность не была ниже нормы, а с другой — были бы малозаметными искажения сигнала.

Рис. 38

Схема УНЧ на германиевых транзисторах МП39, П213 (2Вт)

Усилитель мощности низкой частоты на германиевых транзисторах П213, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, может быть использован для воспроизведения грамзаписи, в качестве низкочастотной части приемника (с гнезд ГнЗ, Гн4), а также для усиления сигналов с датчиков адаптеризованных музыкальных инструментов (с гнезд Гн1, Гн2).

• Чувствительность усилителя с гнезд ГнІ, Гн2 — 20 мв, с гнезд Гн3, Гн4 — не хуже 250 мв;
• Выходная мощность на нагрузке 6,5 ом -2 вт;
• коэффициент нелинейных искажений — 3%;
• Полоса воспроизводимых частот 60-12 000 гц;
• В режиме молчания усилитель потребляет ток порядка 8 ма, а в режиме максимальной мощности — 210 ма.
• Усилитель может питаться как от батарей, так и от сети переменного тока напряжением 127 или 220 в.

Принципиальная схема

Как видно из принципиальной схемы, первый каскад усиления собран на мало-шумящем транзисторе МП39Б (Т1) по схеме с общим эмиттером. Усиливаемый сигнал подается на потенциометр R1, с движка которого через резистор R2 и разделительный конденсатор С1 сигнал низкой частоты попадает на базу транзистора. Нагрузкой первого каскада усилителя служит резистор R5.

Делитель напряжения R3, R4 и резистор R6 являются элементами температурной стабилизации. Наличие делителя R3, R4 делает напряжение на базе транзистора Т1 мало зависящим от температуры. Резистор R6 в цепи эмиттера создает отрицательную обратную связь по постоянному току.

При повышении температуры увеличивается ток в цепи эмиттера и на резисторе R6 увеличивается падение напряжения. В результате этого напряжение между базой и эмиттером становится менее отрицательным, что препятствует дальнейшему увеличению тока эмиттера. Второй каскад усиления также собран по схеме с общим эмиттером на транзисторе МП39Б (Т2).

Рис. 1. Принципиальная схема звукового усилителя на германиевых транзисторах, мощность 2 Ватта.

Чтобы снизить зависимость параметров этого каскада от температуры, в нем применена комбинированная отрицательная обратная связь, определяемая резисторами R8, R9 и R10. Усиленное первым каскадом напряжение подается на вход второго каскада через разделительный конденсатор С2. Нагрузкой транзистора Т2 служит резистор R7.

Третий каскад усиления собран на транзисторе Т3. Нагрузкой каскада служит резистор RI8. Связь между вторым и третьим каскадами осуществляется с помощью конденсатора С3.

Выходной каскад усилителя работает в режиме класса В по последовательнопараллельной схеме. Основным преимуществом усилителей этого класса перед усилителями, работающими в классе А, является высокий коэффициент полезного действия.

При конструировании обычных усилителей низкой частоты радиолюбители сталкиваются с задачей изготовления переходных и выходных трансформаторов. Малогабаритные трансформаторы с пермаллоевым сердечником достаточно сложны в изготовлении. Кроме того, трансформаторы снижают общий коэффициент полезного действия и во многих случаях являются источником нелинейных искажений.

В последнее время были разработаны выходные каскады без трансформаторов — с квазидополнительной симметрией, т. е. с использованием транзисторов, имеющих разнотипные переходы и дополняющих друг друга для возбуждения двухтактного усилителя.

Бестрансформаторный каскад собран на двух мощных транзисторах Т6, Т7 с возбуждением от пары дополняющих симметричных транзисторов Т4 и Т5, работающих в предоконечном каскаде усиления.

В зависимости от полярности сигнала, подаваемого с коллектора транзистора Т3, отпирается то один (Т4), то другой (Т5) транзистор. Одновременно открываются связанные с ними транзисторы Т6, Т7. Если на коллекторе транзистора Т3 усиленный сигнал имеет отрицательную полярность, открываются транзисторы Т4, Т6, если сигнал имеет положительную полярность, открываются транзисторы Т5 и Т7.

Постоянная составляющая коллекторного тока, проходящая через термостабилизирующий диод Д1 и резистор R19, создает смещение на базах транзисторов Т4, Т5, выполняющих функции фазоинверторов. Это смещение позволяет устранить характерные искажения, вызванные нелинейностью входных характеристик при малых токах базы.

Резисторы R22, R23 снижают влияние разброса параметров транзисторов Т4, Т3 на режим работы выходного каскада. Конденсатор С9 разделительный.

С целью уменьшения нелинейных искажений каскады усиления на транзисторах Т3 — Т7 охвачены отрицательной обратной связью по переменному току, напряжение которой снимается с выхода оконечного усилителя и через цепочку R17, С8, R16, R15, С6, R14 подается на базу транзистора Т3. При этом переменный резистор R17 обеспечивает регулировку тембра в области низших частот, а потенциометр R15 — в области высших частот.

Если регулировка тембра не требуется, то детали R14 — R17. С6, С8 из схемы исключаются. Цепь обратной связи в этом случае образуется резистором R0 (на рис. 1 эта цепь изображена пунктирной линией).

Для нормальной работы выходного каскада напряжение в точке «а» (напряжение покоя) должно быть равно половине напряжения источника питания. Это достигается соответствующим выбором сопротивления резистора RI8. Стабилизация напряжения покоя обеспечивается цепью отрицательной обратной связи по постоянному току.

Как видно из схемы, точка «а» на выходе усилителя соединяется с цепью базы транзистора ТЗ с помощью резистора R12. Наличие этой связи автоматически поддерживает напряжение в точке «а» равным половине напряжения источника питания (в данном случае равным ба).

Для нормальной работы усилителя необходимо также, чтобы транзисторы Т4, Т5 и Т6, Т7 имели возможно меньший обратный ток. Величина коэффициента усиления (5 транзисторов Т4-Т7 должна лежать в пределах 40 — 60; причем транзисторы могут иметь различные коэффициенты усиления h. Необходимо только, чтобы выполнялось равенство h5 * hб= h5 * h7.

Детали и монтаж

Монтаж усилителя производится на гетинаксовой панели толщиной 1 — 1,5 мм. Размеры платы в значительной степени зависят от области применения усилителя. Транзисторы П213Б для обеспечения хорошего теплоотвода снабжены радиаторами с общей охлаждающей поверхностью не менее 100 см2.

Питание усилителя может производиться от батареи напряжением 12 в, собранной из элементов типа «Сатурн», или от батарей для карманного фонаря. Питание усилителя от сети переменного тока осуществляется с помощью выпрямителя, собранного по мостовой схеме на четырех диодах Д1-Д4 с емкостным фильтром через стабилизатор напряжения (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема блока питания для усилителя на германиевых транзисторах.

Как было указано выше, при работе усилителя потребляемый им ток изменяется в довольно широких пределах. Резкие колебания тока неизбежно вызовут изменение величины питающего напряжения, что может привести к нежелательным связям в усилителе и искажениям сигнала.

Для предотвращения подобных явлений предусмотрена стабилизация выпрямленного напряжения.

В состав стабилизатора входят транзисторы Т7, Т2 и стабилитрон Д5. Данный стабилизатор при изменении тока нагрузки от 5 до 400 ма обеспечивает стабильное напряжение 12 в, причем амплитуда пульсаций не превышает 5 мв. Стабилизация питающего напряжения происходит за счет перепада напряжения на транзисторе Т2.

Этот перепад зависит от смещения на базе транзистора Т2, которое, в свою очередь, зависит от величины опорного напряжения на резисторе R2 и напряжения на нагрузке (Rнагр).

Транзистор Т2 монтируют на радиаторе. Выпрямитель размещается в ящике размером 60Х90Х130 мм, который изготавливается из листовой стали толщиной 1 мм.

Силовой трансформатор выполнен на сердечнике Ш12, толщина набора 25 мм. Обмотка I (на 127 в) содержит 2650 витков провода ПЭЛ 0,15, обмотка II (на 220 в) — 2190 витков ПЭЛ 0,12, обмотка III — 420 витков ПЭЛ 0,55.

Налаживание схемы

Усилитель, собранный из проверенных деталей и транзисторов, обычно сразу начинает работать. Подключив источник питания (12 в), резисторами R3, R8, R12, R18 устанавливают рекомендуемый режим.

Затем через разделительный конденсатор С3, который предварительно отключается от коллектора транзистора Т2, подают на вход усилителя напряжение от звукового генератора (0,2 в, частота 1000 гц).

Цепь обратной связи в точке «б» необходимо разорвать. Контроль формы выходного напряжения наблюдают с помощью осциллографа, подключенного параллельно громкоговорителю. Если на стыках полуволн наблюдаются большие «ступеньки», нужно уточнить значение резистора R19.

Оно подбирается по минимальным искажениям, которые при включении цепи обратной связи почти полностью исчезают. Налаживание других каскадов никакими особенностями не отличается. В тех случаях, когда от усилителя требуется чувствительность порядка 250 мв, первые два каскада на транзисторах Т1, Т2 из схемы можно исключить.

Источник: С. Л. Матлин — Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.

Усилитель

— Частота среза простой транзисторной схемы с емкостью между входом и выходом

Задавать вопрос

спросил 1 год, 3 месяца назад

Изменено 1 год, 3 месяца назад

Просмотрено 236 раз

\$\начало группы\$

У меня следующая проблема: —

^{симулировать эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

Для усилителя, показанного на схеме 1, коэффициент усиления по напряжению холостого хода на низких частотах составил \$A_{voc}= 29,2 \text{дБ}\$.

В схеме 2 вход усилителя подключен к источнику сигнала с \$R_s=100\text{k}\Omega \$.

Кроме того, между входом и выходом усилителя подключен конденсатор \$C_p = 5\text{pF} \$. Можно предположить, что АЧХ усилителя имеет доминирующий полюс, обусловленный \$R_s\$ и \$C_p\$. 9{-1}, \: V_{DD} = V_{SS} = 1,5\text{V}\$.

Моя попытка

Моим первым побуждением было нарисовать модель слабого сигнала всей схемы, вычислить значения слабого сигнала и найти \$\frac{V_o}{V_{in}} \$ усилителя этап с включенными \$R_s\$ и \$C_p\$. Это выполнимо, но несколько трудоемко. Поэтому я смоделировал схему с помощью LTSpice и нашел частоту 3 дБ 10,8 кГц: —

Однако в реальном решении они используют то, что называется «преобразованием Миллера». Пишут:

Поскольку доминирующий полюс обусловлен \$R_s \$ и \$C_p \$, можно рассчитать частоту 3 дБ $$f_p = \frac{1}{2\pi} \cdot \frac{1}{R_sC_p(1+|A_{voc}|)}=10,7\text{kHz} $$

Уравнение, которое они используют Я не смог найти ни в своей книге, ни в Интернете.

Мой вопрос: откуда взялось это уравнение? Можно ли его вывести? Почему частота 3 дБ зависит от усиления \$A_{voc}\$ на низких частотах?

• транзисторы
• усилитель
• усиление
• частотная характеристика

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

«Мой вопрос: откуда взялось это уравнение? Можно ли его вывести? Почему частота 3 дБ зависит от усиления 𝐴𝑣𝑜𝑐 на низких частотах?»

Уравнение, о котором вы спрашиваете, связано с хорошо известным эффектом Миллера. Короче говоря, когда емкость подключена в обратной связи между выходным и входным узлами MOSFET (или любого усилителя, если уж на то пошло) транзистора, она воспринимается затвором (входом) как увеличенная на единицу плюс коэффициент усиления устройства.

Доминирующим полюсом вашей схемы является входной узел. Таким образом, постоянная времени * равна $$\tau = {R_{in}C_{M}} = R_{in} C_{p}(1+|A_{vo}|)$$ и $$f_{p} = \frac{1}{2\pi \tau} = \frac{1}{2\pi R_{s} C_{p}(1+|A_{vo}|)} $$

• Предполагается, что общая входная емкость устройства << \$C_{m}\$, здесь.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Это приблизительный подход к ответу.

Усиление на низких частотах 290,2 дБ или в реальных цифрах это 28,84. На низких частотах мы можем забыть о конденсаторе и можем смоделировать низкочастотную работу как усилитель с бесконечным усилением и отрицательной обратной связью.

Поскольку мы знаем, что коэффициент усиления равен 28,84, «эффективный» резистор обратной связи равен 28,84 Rs. Это значение 2,884 МОм, и именно это эффективное значение сопротивления образует точку 3 дБ при параллельном соединении с конденсатором 5 пФ, следовательно, точка 3 дБ составляет 11,037 кГц. Цепь: —

^{смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab}

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Серия учебных курсов по электротехнике и электронике ВМФ (NEETS), модуль 8

Модуль 8 – Введение в усилители

Страницы i, 1−1, 1−11, 1−21, 1−31, 2−1, 2−11, 2−21, 2−31, 3−1, 3−11, 3−21, 3−31, 3−41, 3−51, 3−61, АИ-1, Индекс

—	Материя, Энергия, и постоянный ток
—	Переменный ток и трансформаторы
—	Защита цепи, управление и измерение
—	Электрические проводники, электромонтажные работы, и схематическое чтение
—	Генераторы и двигатели
—	Электронное излучение, трубки и источники питания
—	Твердотельные устройства и блоки питания
—	Усилители
—	Схемы генерации и формирования волн
—	Распространение волн, линии передачи и Антенны
—	Принципы работы с микроволнами
—	Принципы модуляции
—	Введение в системы счисления и логические схемы
—	— Введение в микроэлектронику
—	Принципы работы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
—	Знакомство с испытательным оборудованием
—	Принципы радиочастотной связи
—	Принципы радиолокации
—	Справочник техника, основной глоссарий
—	Методы испытаний и практика
—	Введение в цифровые компьютеры
—	Магнитная запись
—	Введение в волоконную оптику
Примечание: Обучение военно-морскому флоту по электричеству и электронике Контент серии (NEETS) является общедоступной собственностью ВМС США.

В дополнение к другим компонентам схемы, усилительное устройство (транзистор или электронная лампа) само по себе по-разному реагирует на высокие частоты, чем низкие частоты. В предыдущих модулях NEETS вы сказал, что транзисторы и электронные лампы имеют межэлектродную емкость. Фигура 2-5 показан участок межэлектродной емкости транзистора и способ в которых это влияет на высокочастотные и низкочастотные сигналы.

Рис. 2-5. — Межэлектродная емкость транзистора.

На виде (A) показан транзистор с фантомными конденсаторами, подключенными для представления межэлектродная емкость. CEB представляет собой емкость между эмиттером и базой. CBC представляет собой емкость между базой и коллектором.

Для простоты на видах (В) и (С) емкостное сопротивление этих конденсаторов показан переменными резисторами R1 (для СЭБ) и R2 (для СВС). Вид (B) показывает реактивное сопротивление как высоко, когда есть низкочастотный входной сигнал. В этом случае есть Реактивное сопротивление транзистора очень мало влияет. Транзистор усиливает входной сигнал, как показано на виде (B). Однако при высокочастотном входном сигнале применяется к транзистору, как и в представлении (С), дело обстоит несколько иначе. Сейчас емкостное сопротивление низкое (что видно по настройкам переменных резисторов). В этом случае, когда база транзистора пытается стать положительной в течение первого половина входного сигнала, большая часть этого положительного сигнала ощущается на эмиттере (через R1). Если и база, и эмиттер становятся положительными одновременно, смещения эмиттер-база не изменится, и проводимость транзистора не изменится. изменять. Конечно, в смещении эмиттер-база происходят небольшие изменения. но не так сильно, как при большем емкостном сопротивлении (на низких частотах). По мере того, как в коллекторной цепи формируется выходной сигнал, часть этого сигнала возвращается на базу через R2. Так как сигнал на коллекторе 180 градусов не в фазе с базовым сигналом, это приводит к тому, что база становится отрицательной. Эффект Это необходимо для дальнейшего уменьшения смещения эмиттер-база и проводимости транзистора. Во второй половине входного сигнала происходит тот же эффект, хотя полярность обратная. Чистый эффект — уменьшение коэффициента усиления транзистора. на что указывает слабый выходной сигнал. Это уменьшение мощности усилителя при более высокие частоты обусловлены межэлектродной емкостью. (Есть определенные частные случаи, когда сигнал обратной связи, вызванный межэлектродной емкостью находится в фазе с базовым сигналом. Однако в большинстве случаев обратная связь, вызванная межэлектродная емкость дегенеративная и не совпадает по фазе на 180 градусов с базовый сигнал, как описано выше.)

В-4. Какие факторы ограничивают частотную характеристику транзисторный усилитель?

2-11

В-5. Какой тип обратной связи обычно вызывают межэлектродные емкость?

В-6. Что происходит с емкостным сопротивлением при увеличении частоты?

В-7. Что происходит с индуктивным сопротивлением при увеличении частоты?

Видеоусилители

Как вы видели, частотная характеристика транзисторного усилителя ограничена. Вы также должны помнить из главы 1, что видеоусилитель должен иметь частоту отклик от 10 герц (10 Гц) до 6 мегагерц (6 МГц). Вероятно, возник вопрос Вам: Как можно «расширить» диапазон АЧХ усилителя?

Высокочастотная компенсация для видеоусилителей

Если диапазон частотной характеристики аудиоусилителя необходимо расширить до 6 мегагерц (6 МГц) для использования в качестве видеоусилителя необходимо найти средства для преодоления ограничений усилителя звука. Как вы видели, емкость цепи усилителя и межэлектродная емкость транзистора (или электронной лампы) вызывают более высокая частотная характеристика должна быть ограничена.

В некотором смысле емкость и индуктивность можно рассматривать как противоположности. Как указано раньше, по мере увеличения частоты, емкостное сопротивление уменьшается, а индуктивное сопротивление увеличивается. Емкость сопротивляется изменениям напряжения, а индуктивность сопротивляется изменениям. в текущем. Емкость заставляет ток опережать напряжение, а индуктивность вызывает напряжение вести ток.

Так как частота влияет на емкостное сопротивление и индуктивное сопротивление в противоположном направлении способами, и поскольку именно емкостное сопротивление вызывает проблемы с высокочастотным В схему усилителя добавлены катушки индуктивности для улучшения высокочастотного ответ. Это называется высокочастотной компенсацией. Катушки индуктивности (катушки) при использовании для высокочастотной компенсации называются пиковыми катушками. Пиковые катушки могут быть добавлены в цепь, чтобы они были последовательно с выходным сигнальным трактом или параллельно к тракту выходного сигнала. Вместо последовательного или параллельного соединения обостряющих катушек, последовательно и параллельно выходному сигнальному тракту, также можно использовать для высокочастотной компенсации.

Как и во всех электронных схемах, ничего не бывает бесплатным. Использование пиковых катушек БУДЕТ увеличить частотную характеристику схемы усилителя, но ТАКЖЕ снизит коэффициент усиления усилителя.

Серия с выступом

Использование обострительной катушки последовательно с выходным сигнальным трактом известно как последовательное Пик. На рис. 2-6 показана схема транзисторного усилителя с последовательной обострительной катушкой. На этом рисунке R1 является резистором формирования входного сигнала. R2 используется для смещения и температурная стабильность Q1. C1 является шунтирующим конденсатором для R2. R3 — нагрузка резистор для Q1 и формирует выходной сигнал. C2 — конденсатор связи, который соединяет выходной сигнал со следующим каскадом. «Фантомный» конденсатор COUT представляет собой выходная емкость цепи, а «фантомный» конденсатор CIN представляет собой входная емкость следующего каскада.

2-12

 

 Рис. 2-6. — Серийная пикирующая катушка.

Вы знаете, что емкостное сопротивление COUT  и CIN  будет ограничивать высокочастотный отклик цепи. L1 — серийная пиковая катушка. Это последовательно с трактом выходного сигнала и изолирует COUT от CIN. R4 называется «заглушающий» резистор, который используется для предотвращения перекомпенсации L1 в узком диапазоне. частот. Другими словами, R4 используется для сохранения кривой частотной характеристики. плоский. Если бы R4 не использовался с L1, в частотной характеристике мог бы быть «пик». изгиб. (Помните, L1 называется пиковой катушкой.)

Шунтовая пикировка

Если катушка расположена параллельно (шунтирует) пути выходного сигнала, метод называется Шунт Пикинг. На рис. 2-7 показана схема с шунтирующей катушкой с обострением. С за исключением «фантомного» конденсатора и катушки индуктивности, компоненты в этом схемы такие же, как на рис. 2-6. R1 — резистор формирования входного сигнала. R2 используется для смещения и температурной стабильности. C1 является шунтирующим конденсатором для R2. R3 является нагрузочным резистором для Q1 и формирует выходной сигнал. C2 — муфта конденсатор, который соединяет выходной сигнал со следующим каскадом.

2-13

Рис. 2-7. — Шунтирующая пиковая катушка.

«Фантомный» конденсатор CT представляет собой общую емкость цепи. Обратите внимание, что он имеет тенденцию соединять выходной сигнал с землей.

L1 — шунтирующая пикирующая катушка. Пока он включен последовательно с нагрузочным резистором (R3), он параллелен (шунтирует) пути выходного сигнала.

Поскольку индуктивное сопротивление увеличивается с увеличением частоты, реактивное сопротивление L1 формирует больше выходного сигнала по мере увеличения частоты. В то же время емкостное реактивное сопротивление ТТ уменьшается с увеличением частоты. Это имеет тенденцию чтобы соединить больше выходного сигнала с землей. Повышенное индуктивное сопротивление противодействует эффекту уменьшенного емкостного реактивного сопротивления, и это увеличивает высокочастотная характеристика усилителя.

Комбинация пиков

Вы видели, как последовательно обостряющая катушка изолирует выходную емкость усилитель от входной емкости следующего каскада. Вы также видели, как шунтирующая пиковая катушка будет противодействовать влиянию общей емкости усилителя. Если эти два метода используются вместе, комбинация более эффективна, чем использование любого из них в отдельности. Известно использование как последовательных, так и шунтирующих катушек. как комбинированный пикинг. Схема усилителя с комбинированным обострением показана на рис. рисунок 2-8. На рис. 2-8 пиковые катушки обозначены L1 и L2. L1 — шунтирующий пик катушка, а L2 — последовательная катушка с обострением.

2-14

Рис. 2-8. — Комбинированное пикирование.

«Фантомный» конденсатор CT представляет собой общую емкость усилителя. схема. «Фантомный» конденсатор CIN представляет собой входную емкость следующего этап. Комбинация пиков легко позволит усилителю иметь высокочастотный отклик 6 мегагерц (6 МГц).

В-8. Что является основным фактором, ограничивающим высокочастотный ответ схемы усилителя?

В-9. Какие компоненты можно использовать для увеличения ВЧ отклик усилителя?

В-10. Что определяет, учитываются ли эти компоненты серия или шунт?

В-11. Каково расположение как последовательных, так и шунтирующих компонентов? называется?

Компенсатор низких частот для видеоусилителей

Теперь, когда вы увидели, как можно изменить высокочастотную характеристику усилителя. расширен до 6 мегагерц (6 МГц), вы должны понимать, что необходимо только расширить низкочастотную характеристику до 10 герц (10 Гц), чтобы иметь видеоусилитель.

Опять же, виновником низкочастотной характеристики является емкость (или емкостная реактивное сопротивление). Но на этот раз проблема заключается в разделительном конденсаторе между каскадами.

На низких частотах емкостное сопротивление разделительного конденсатора (C2 в рис. 2-8) высокий. Это высокое реактивное сопротивление ограничивает величину выходного сигнала, присоединяется к следующему этапу. Кроме того, RC-цепь конденсатора связи и резистор формирования сигнала следующего каскада вызывают фазовый сдвиг в выходной сигнал. (Обратитесь к NEETS, Модуль 2, для обсуждения фазовых сдвигов в RC сети.) Обе эти проблемы (плохая НЧ и фазовый сдвиг) может быть решена путем добавления параллельной RC-цепи последовательно с нагрузочным резистором. Это показано на рис. 2-9..

2-15

Рис. 2-9. — Низкочастотная компенсационная сеть.

Полная схема для Q2 не показана на этом рисунке, так как основная проблема Резистор формирования сигнала (R5) для Q2. Конденсатор связи (C2) и резистор (R5) ограничивают низкочастотную характеристику усилителя и вызывают фазовый сдвиг. Величина фазового сдвига будет зависеть от величины сопротивления и емкость. Сеть RC из R4 и C3 компенсирует влияние C2 и R5. и расширяет низкочастотную характеристику усилителя.

На низких частотах R4 добавляет к сопротивлению нагрузки (R3) и увеличивает усиление усилителя. По мере увеличения частоты реактивное сопротивление C3 уменьшается. C3 тогда обеспечивает путь вокруг R4 и коэффициент усиления транзистора уменьшается. В то же со временем реактивное сопротивление разделительного конденсатора (C2) уменьшается, и сигнал увеличивается. в сочетании с Q2.

Поскольку схема, показанная на рис. 2-9, не имеет высокочастотной компенсации, она не был бы очень практичным видеоусилителем.

Типовая схема видеоусилителя

Существует множество различных способов сборки видеоусилителей. Конкретный конфигурация видеоусилителя зависит от оборудования, в котором видео используется усилитель. Схема, показанная на рис. 2-10, является лишь одной из многих возможных. схемы видеоусилителя. Вместо того, чтобы читать о том, что делает каждый компонент в эту схему, вы можете увидеть, насколько хорошо вы узнали о видеоусилителях, ответив следующие вопросы. У вас не должно возникнуть проблем с определением цели компоненты, потому что подобные схемы были объяснены вам ранее в тексте.

2-16

Рис. 2-10. — Схема видеоусилителя.

Следующие вопросы относятся к рисунку 2-10.

В-12. Какой компонент в схеме усилителя имеет тенденцию ограничивать низкочастотная характеристика усилителя?

В-13. Какова цель L3?

В-14. Какова цель C1?

В-15. Какова цель R4?

В-16. Какова цель L2?

В-17. Какова цель R5?

В-18. Какие компоненты используются для высокочастотной компенсации? для Q1?

В-19. Какие компоненты используются для низкочастотной компенсации? для Q2?

Радиочастотные усилители

Теперь, когда вы увидели, как широкополосный или видеоусилитель может быть построены, вы можете задаться вопросом об усилителях радиочастоты (RF). Используют ли они одни и те же методы? Они просто еще один тип широкополосного усилителя?

Ответ на оба вопроса «нет». Радиочастотные усилители используют разные техники, чем видеоусилители, и сильно отличаются от них.

2-17

Прежде чем изучать конкретные методы, используемые в радиочастотных усилителях, вам следует просмотреть некоторые сведения о соотношении входного и выходного импеданса усилитель и коэффициент усиления усилительного каскада.

Входное/выходное сопротивление и усиление усилителя

Вы должны помнить, что коэффициент усиления каскада рассчитывается с использованием входных и выходные сигналы. Формула, используемая для расчета коэффициента усиления каскада:

Коэффициент усиления по напряжению рассчитывается с использованием входного и выходного напряжения; текущее усиление использует входной и выходной ток; и усиление мощности использует входную и выходную мощность. Для целей в нашем обсуждении нас будет интересовать только коэффициент усиления по напряжению.

На рис. 2-11 показана простая схема усилителя с формирующими входной и выходной сигналы импедансы, представленные переменными резисторами. В этой схеме C1 и C2 являются входные и выходные разделительные конденсаторы. R1 представляет собой импеданс входной цепи. R2 представляет импеданс формирования входного сигнала, а R3 представляет выходной импеданс.

Рис. 2-11. — Переменные входные и выходные импедансы.

R1 и R2 образуют цепь делителя напряжения для входного сигнала. Когда R2 увеличивается по величине входной сигнал на транзистор (Q1) увеличивается. Это вызывает большее выходной сигнал, и коэффициент усиления каскада увеличивается.

Теперь посмотрите на выходной резистор R3. По мере увеличения значения R3 выход сигнал увеличивается. Это также увеличивает коэффициент усиления этапа.

Как вы можете видеть, увеличивая импеданс формирования входного сигнала, выходной импеданса, или и то, и другое увеличит усиление каскада. Конечно есть ограничения этому процессу. Транзистор не должен перегружаться слишком высоким входным сигналом. иначе возникнет искажение.

Учитывая этот принцип, если бы вы могли разработать схему с максимальным импедансом на определенной частоте (или полосе частот) эта схема может использоваться в ВЧ-усилитель. Эта сеть определения частоты может быть использована в качестве схемы формирования входного сигнала. импеданс, выходной импеданс или и то, и другое. Тогда схема ВЧ-усилителя будет как показано на рисунке 2-12.

2-18

Рис. 2-12. — Полублок-схема усилителя ВЧ.

На этой «полублочной» схеме C1 и C2 являются конденсаторами связи на входе и выходе. R1 представляет собой импеданс входной цепи. Блоки, отмеченные FDN, представляют частотно-определяющие сети. Они используются как вводно-сигнализирующие и выходное сопротивление для Q1.

Сеть определения частоты для ВЧ-усилителя

Какая цепь будет действовать как сеть определения частоты? В общем, сеть, определяющая частоту, — это цепь, обеспечивающая желаемую реакцию на определенной частоте. Этот отклик может быть максимальным импедансом или минимальным импедансом; все зависит от того, как используется сеть определения частоты. Вы увидите больше о сетях определения частоты в NEETS, Модуль 9 — Введение в генерацию волн и формирование цепей. Как вы видели, сеть определения частоты необходима для ВЧ-усилителя должен иметь максимальный импеданс на желаемой частоте.

Перед тем, как вам покажут фактические компоненты, из которых состоит частотно-определяющая сеть для ВЧ-усилителя, посмотрите на рисунок 2-13, который представляет собой простую параллельную цепь. Резисторы в этой схеме переменные и соединены вместе (попарно) в таким образом, что при увеличении сопротивления R1 сопротивление R2 уменьшается, и наоборот.

Рис. 2-13. — Параллельные переменные резисторы (собраны).

Если каждый резистор имеет диапазон от 0 до 200 Ом, следующее соотношение будет существуют между отдельными сопротивлениями и сопротивлением сети (RT). (Все значения указаны в омах, RT округлено до двух знаков после запятой. ценности; существует бесконечное число возможных комбинаций.)

2-19

Как видите, эта цепь имеет максимальное сопротивление (RT), когда отдельные резисторы одинаковые. Если бы переменные резисторы представляли импедансы и если бы можно было найти компоненты, которые изменяют свое сопротивление так же, как соединенных резисторов на рис. 2-13, вы получите частотно-определяющую сеть. нужен для ВЧ усилителя.

Существуют компоненты, которые будут изменять свое полное сопротивление (реактивное сопротивление), например резисторы. Как известно, реактивное сопротивление катушки индуктивности и конденсатора зависит от частоты изменения. С увеличением частоты индуктивное сопротивление увеличивается, а емкостное сопротивление уменьшается.

На некоторой частоте индуктивное и емкостное сопротивления будут равны. Эта частота будет зависеть от номинала катушки индуктивности и конденсатора. Если катушка индуктивности и конденсатор подключены как параллельная LC-цепь, вы получите идеальный частотно-определяющий сеть для ВЧ-усилителя.

Параллельная LC-цепь, используемая в качестве сети определения частоты, называется настроенной Схема. Эта схема «настроена» так, чтобы давать правильный отклик на желаемой частоте. путем выбора соответствующих значений индуктивности и емкости. схема, использующая это принцип показан на рис.